摘要:
以生活污泥、楊木屑木質(zhì)粉為原料,在低氧氛圍開(kāi)展碳化反應(yīng)熱重特性分析實(shí)驗(yàn),研究了不同氧濃度、木質(zhì)粉添加量和升溫速率等變量條件下污泥碳化反應(yīng)特性,并對(duì)低氧濃度下的污泥碳化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行解析.結(jié)果表明:隨著氧濃度增加,在污泥揮發(fā)分析出和固定碳燃燒階段的最大失重率均提高;在355~455°C溫度區(qū)間內(nèi),5%O2氛圍下污泥失重量小于無(wú)氧氛圍失重量.隨著木質(zhì)粉摻混比增加,揮發(fā)分析出階段變得更穩(wěn)定,固定碳燃燒階段的失重量變得更大.隨著碳化升溫速率的增加,污泥的失重量減小,有利于提高固態(tài)產(chǎn)率.通過(guò)疊加原理的發(fā)現(xiàn),當(dāng)添加量為10%、15%和20%時(shí),污泥與木質(zhì)粉混合樣在低氧碳化反應(yīng)下存在相互作用,相互作用隨著木質(zhì)粉添加量的增加而增強(qiáng),在160~535°C溫度區(qū)間內(nèi),添加木質(zhì)粉表現(xiàn)出對(duì)揮發(fā)分析出起抑制作用;在535°C~600°C溫度區(qū)間內(nèi),添加木質(zhì)粉對(duì)固態(tài)產(chǎn)物的生成起抑制作用.另外,不同氧濃度下污泥碳化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性表明,不同轉(zhuǎn)化率下污泥表觀活化能不同,在揮發(fā)分析出階段(α=0.1~0.6),不同氧濃度下的表觀活化能變化規(guī)律相同,都是隨著轉(zhuǎn)化率的增加,先上升后下降,在α=0.4時(shí)表觀活化能取得最大值,此階段10%O2下的表觀活化能最小;在固定碳燃燒階階段(α=0.6~0.9),不同氧濃度下的表觀活化能變化情況不同,此階段5%O2下的活化能最小.不同氧濃度下的平均活化能先減小后增大,在10%O2下取得最小值,為100.995kJ/mol.